Yeni yürümeye başlayan çocuklar Kalp Otonom Sinir Sistemi (ANS) Aktivite Ölçüm - Dinlenme ve Gelişim Zorluklar
Summary
Biz 18 aylık çocuk dinlenme ve meydan koşullarında otonom sinir sisteminin sürekli izlenmesi için yöntemler açıklanmaktadır. Sonuçlar Bu protokol otonom sinir sisteminin hem dallarında anlamlı fizyolojik yanıtlar üretmek ve yanıtları modellerinde önemli bireysel değişkenlik ortaya çıkardığını ortaya koymuştur.
Abstract
Otonom sinir sistemi (ANS) iki kol, parasempatik ve sempatik sinir sistemlerinden oluşur ve iç organların (örneğin, kalp hızı, solunum, sindirim) fonksiyonunu kontrol eder ve her gün ve olumsuz deneyimlerin 1 yanıt verir. Çocuklarda ANS tedbirleri davranış sorunları, duygu düzenleme ve sağlık 2-7 ile ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Bu nedenle, erken çocukluk döneminde ANS gelişimini etkileyen faktörleri anlamak önemlidir. ANS Her iki dalları uyaranlara küçük çocukların kardiyovasküler yanıtları etkileyebilir ve fizyolojik değişim 8-11 geçerli ve güvenilir ölçümler kullanılarak, dış izleme ekipmanları yoluyla, noninvaziv ölçülmüştür. Ancak, iki sistemin entegre işleyişi anlayış sınırlar parasempatik ve sempatik sinir sisteminin eşzamanlı tedbirler, çok küçük çocukların az sayıda çalışma vardır. Buna ek olarak, MajoriKüçük çocukların çalışmaları bebeklerin dinlenme ANS tedbirler veya bunların reaktivitesi rapor mevcut ty yaygın anne-çocuk etkileşimi paradigmalar kullanılan ve daha az diğer zorlu şartlara ANS reaktivitesi hakkında bilinmektedir. Biz 18 aylık çocuklarda kardiyak otonomik kontrol non-invaziv ve hızlı değerlendirme için bir çalışma tasarımı ve standart protokol mevcut. Bir ev veya laboratuvar ziyareti sırasında dinlenme ve meydan koşullarında ANS parasempatik ve sempatik dallar sürekli izlenmesi için yöntemleri açıklanmaktadır ve onaylanmış donanım ve puanlama yazılımı kullanarak 140 etnik çeşitliliği çocuklar bizim örnek açıklayıcı bulgular sağlamaktadır. Sonuçlar kalp hızı değişiklikleri ve parasempatik ve sempatik aktivitenin endeksleri tarafından belirtildiği gibi bu protokol, dinlenme ve gelişimsel zorlu koşullarda hem fizyolojik yanıtlar bir dizi üretebilir ortaya koymuştur. Bireyler dinlenme düzeyleri, iyi yanıt vermeyen değişkenlik gösterdizorluklara es ve bu protokol küçük bebekler için ANS bireysel farklılıkların incelenmesi için yararlı olduğu konusunda ek delil sağlar meydan reaktivite.
Introduction
Çocukların Otonom sinir sisteminin bireysel farklılıklar (ANS) tepkime fiziksel ve ruhsal sağlık sorunlarının 12-16 geliştirilmesi ve korunmasında önemli bir rol oynamaktadır. Artan miktarda kanıt vücut dinlenme ve reaktivite de ANS önlemler bireysel farklılıklar çocukların içselleştirme ve psikopatoloji 4,9,17-19 ve fiziksel sağlık 7,20 dışsallaştırıcı varyasyonları tahmin olduğunu ortaya koymaktadır. ANS işleyişi bu doğrudan veya ana etkilere ek olarak, çalışmaların biriken vücut çocuk reaktivite gibi çocuk refahı ve sağlığı üzerinde bu etkileri orta advers olayların veya evlilik çatışması gibi bağlamsal risk faktörleri ile etkileşime bulduk (referans bakınız 21 bir inceleme için). Çocukların otonom reaktivite orada yaşam kurs boyunca sağlığında rol ve bu süreçlerin eşlik eden ilgi oynadığını bu büyüyen kanıtlara rağmenÜç yaşından küçük çocuklarda ANS işleyişi gelişimini inceleyerek ek araştırmalar için ihtiyaç vardır.
ANS iki dalı, parasempatik ve sempatik sinir sistemlerinden oluşur. Bu gün ve olumsuz deneyimlerin 1 yanıt olarak, büyük ölçüde bilinçsiz mekanizmalarla iç organlarda (örneğin, kalp atışı, solunum, sindirim ve cinsel uyarılma) işlevini düzenlemektedir. parasempatik sinir sistemi (PNS) uyku ya da sempatik sinir sistemini (SNS) rahatlatıcı zaman düşük istirahat kalp hızı ve restoratif durumunu korur 'dinlenme ve restoratif' sistem acil veya tehdit yanıt 'mücadele veya uçuş' sistemi olduğunu kişinin kalp hızı 23 hızlandırarak durumlar. Solunum sinüs aritmi (RSA) araba SNS etkisi güvenilir bir indeks güvenilir bir kardiyak işleyişi hakkında PNS etkisi endeksi ve pre-ejeksiyon dönemi (PEP) olduğunukardiyak işleyen. RSA ve PEP Hem yetişkinlerin 24,25 örneklerinin deneysel farmakolojik abluka ile geçerli önlemler olduğu tespit edilmiştir. Daha yakın zamanlarda, bu işi daha da geliştirilmesi 8,26,27 boyunca ANS aktivitesinin geçerli ve güvenilir tedbirler olarak RSA ve PEP kurulması, çocuk ve ergen örneklerine uzatıldı. Bant ve spot elektrotlar kullanılarak güvenilir empedans kardiyografi ölçümleri (PEP) yetişkin örneklerinde 28 hatırı sayılır bir süre kullanılmıştır. Daha yakın zamanda, paralel bir ölçme ve analitik teknikleri de küçük çocuklarda TSP önlemler toplanması nadir olmakla birlikte, güvenilir ve çocuk 11,29,30 örnekleri geçerli olduğu gösterilmiştir.
Bebeklerde ve vagal sesi ve solunum sinüs aritmisi tedbirler de dahil olmak üzere küçük çocuklarda, faaliyet PNS literatürünün bir kaybolmamış büyük beden vardır. Orada PEP kullanarak SNS az sayıda çalışma vardır ve çok az eş zamanlı inceleyerek hemonların son derece entegre işleyişinin anlaşılmasını bina için kritik öneme sahiptir parasempatik ve sempatik sinir sistemleri. Genç çocuk PEP birkaç çalışmaların çoğu kendi protokoller zorlukları 8,31 cevaben KEP önemli grubu düzeyinde değişiklik meydana getirmediğini bulmak. Çalışmalar istikrar bebeklik döneminde başlayan PNS önlemleri istirahat olduğunu göstermiştir ve bu mizaç, davranış ve sağlık, 13,16,26,32,33 ile ilişkileri var ama onun istikrar zamanla orada yanıt SNS sınırlı bir anlayış ve gelişimine ilişkiler ve gelişim yörünge olduğunu şekillendiren faktörler. PNS yanıtları sosyal angajman 16 öncelikle isnat edilmiştir ve SNS yanıtları (bir inceleme için 34 başvuru bakınız) yansıtmak 1 yanı sıra ödül duyarlılığı "yanıtları mücadele veya uçuş" önerdi. küçük çocuklarda, bir Laborato belirli zorlukları simüle etmek zordurry ve nedeniyle kısa dikkat süresi için onları meşgul etmek. Aynı anda PNS ve SNS ölçmek için gerekli yedi nokta elektrotlarla rahatsızlık karşılaşabilirsiniz bebekler için ölçüm zorlukları da vardır. Buna ek olarak, gelişimsel bilim alanları içinde, orada da çocuklar ile çalışan çocukların gelişimsel ihtiyaçlarını ve etik saygı yeterince "stres reaktivite" ortaya çıkarmak konusunda birkaç standartları. Bu makale 18 aylık çocukların parasempatik ve sempatik sinir sistemi tepkileri ortaya çıkarmak için tasarlanmış dinlenme ve zorlu koşullarda oluşan standart bir protokolün idaresi ve puanlama hakkında bilgiler sunar.
ANS reaktivite genellikle bireysel organizmalar 22 arasında değişen bir karşılaştırma veya dinlenme durumunda, bir ayrık dış uyaran göreli fizyolojik bir cevap olarak kavramsallaştırılmaktadır. zihinsel ve fiziksel erken yaşam etiyolojisinde incelenmesi oalth sorunları yanıt uyarlanabilir uyandırmak ya da stresli zorlukları düşünülebilir durumlara çocuk reaktivite anlamakta özellikle ilgi olması bilim adamlarını yol açmıştır. zorlu uyarılara maruz alanların çok geniş bir yelpazeden tepkiler potansiyeline sahip olmasına rağmen literatürde üstünlüğü, "stres reaktivitesi" olarak bu fenomene işaret eder. Böylece, protokol aşağıda kalanı iki formları dahil olmak üzere birden çok alanda ANS tepkiler için tasarlanmıştır anlatılan ve 18 aylık çocuklar için üç gelişimsel uygun zorlukları (yatıştırıcı ninni dinlemek ve sakin, nötr bir video izlerken iken): umma / irkilme (jack-the-box-in) duyusal (limon suyu), ve (bir hasta bebek ağlama dinleme) sosyo-duygusal. Protokolü, gelişimsel zorlu çocuklar için ilgi çekici ve tolere edilebilir hale getirmek için, 12 aylık yaş 8 ve 3-5 yaşındakiler 11 mevcut protokolleri uyarlanmıştır (18-21 Ay).
Burada sunduğumuz Gelişim Zorluklar Protokolü (DCP) ve ANS Stres 18 aylık çalışma ziyaretinin veri, Yeme ve hamile kadınlar ve onların çocukları Erken Gelişim (TOHUM) Eğitim. Sağlıklı gebeliklerde anne katılımcılar ırk ve etnik çeşitlilik gebelik kilo alımı ve prenatal stresin bir çalışma için 2013-14 döneminde işe ve kilolu, düşük gelirli vardı ve bulundu. yavrusunu çalışmaları için ebeveynlerin bilgilendirilmiş onam doğumdan hemen sonra ve yavrularının yaş 18-21 aylık 2014-2015 döneminde vardı burada bildirilen çalışmada, veri toplama başlamadan önce tekrar elde edilmiştir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma etki (duyusal, sosyal, dinlenme irkilme) bir dizi tepkiler için tasarlanmış 18 aylık çocuklar, standartlaştırılmış dinlenme ve meydan görevleri örnek içinde ANS yanıtları bir dizi yol açtı, ortaya koymuştur. Bu dinlenme ve meydan koşullarında bulundu ortalama ANS yanıtları benzer görevleri 8,11,27,29 kullanarak çocuklu ANS yanıt ölçüldü başkaları tarafından bildirilen ANS değerlerine benzerdi. Bizim örnekte bulunan ANS tedbirlerinin ortalama seviyeleri delil do?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by NIH 1 U01 HL097973, NHLBI 5 R01 HL116511-02, UCSF-CTSI Grant Number UL1 TR000004, the Robert Wood Johnson Health and Society Scholars Program, and the Lisa and John Pritzker Family Foundation. The authors also wish to acknowledge Michelle Stephens for her assistance with scoring the ANS data as well as Vanessa Tearnan, Marialma Gonzales-Cruz, Yurivia Cervantes, Amy Engler, Stephanie Grover and Karen Jones-Mason for their assistance in collecting the ANS data, and Michael Coccia for his help with the data. We are also thankful to the families for their generous participation in this research and to the volunteers who helped us to test and refine this protocol, including the first author’s two children. We want to acknowledge our mentors who taught us about measuring ANS and why measuring ANS responsivity is meaningful in young children: W. Thomas Boyce, Gary Bernston, and Dave Lozano.
Materials
| ANS equipment | |||
| Laptop and power cord | Dell | 60-0107-3.0 | Mindware BioLab software requires a PC with 2 USB ports |
| ANS data collection software | Mindware | contact company | BioLab acquisition program |
| ANS data acquisition unit and cords | Mindware | 50-3711-08 | BioNex 8-slot Chassis |
| Snap leads | Mindware | 93-0498-00 | 2 white, 2 red, 2 brown, 1 black |
| Spot electrodes | Kendall | 31112496 | 130 model; 7 for each assessment + extras-to be sealed in a ziplock bag at all times) |
| ANS scoring/editing software | Mindware | contact company | HRV Analysis, version 3.1.0F and IMP Analysis, version 3.1.0I |
| Protocol equipment | |||
| tablet computer | Apple | iPad; for playing audio and video clips | |
| portable speaker | Polariod | PBT510 | |
| Jack in the Box | Schylling | SMJB | Sock Monkey theme |
| Lemon juice | ReaLemon | 98077 | 0.14oz shelf-stable packets |
| Pasture pipettes | Grainger | 6FAV9 | 1 ml size, disposable |
| Portion cups | Dart Solo Con | 250PC | 2.5 oz, disposable, plastic |
| audio files of baby cry | Alkon lab | 30 second clip recorded in a neonatal intensive care unit | |
| audio file of baseline lullaby | Rockabye Baby Music | 60 seconds of "Across the Universe" on "Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles" CD | |
| audio file of final lullaby | Rockabye Baby Music | 60 seconds of "Here Comes the Sun" on "Rockabye Baby Lullaby Renditions of the Beatles" CD | |
| video file of neutral video | 2 minutes of Baby Einstein video | ||
| Retractable measuring tape | Rollfix | TM04 | |
| Miscellaneous materials | |||
| Surge protector | to plug in all electronics | ||
| 2-prong adapter for surge protector | |||
| Video camera | Sony | Handycam HDR-CX440 | |
| Video Encoder, power and input cords | Mindware | 50-8614-01 | optional; to sync video and ANS data files |
| Baby wipes and gauze | for cleaning and drying oily skin | ||
| Toys | to distract children during assessment | ||
| Visual aids | pictures of child with electrodes on, description of protocol to show participants | ||
| Script of protocol for research assistants | |||
| Charging cords for tablet and speaker | |||
| Doll and reinforcer | for demonstration if necessary |
References
- Berntson, G., Quigley, K., & Lozano, D. in Handbook of Psychophysiology. (ed JT Cacioppo, Tassinary, LG, Bernston, GG) Cambridge University Press, (2007).
- Boyce, W. T. et al. Early father involvement moderates biobehavioral susceptibility to mental health problems in middle childhood. J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. 45, 1510-1520, (2006).
- Loman, M., & Gunnar, M. Early experience and the development of stress reactivity and regulation in children. Neurosci. Behav. Physiol. 34, 867-876, (2010).
- Calkins, S. D., Graziano, P. A., & Keane, S. P. Cardiac vagal regulation differentiates among children at risk for behavioral problems. Biol. Psychol. 74, 144-153, (2007).
- Kroenke, C. H. et al. Autonomic and Adrenocortical Reactivity and Buccal Cell Telomere Length in Kindergarten Children. Psychosom. Med. 73, 533-540, (2011).
- Obradović, J., Bush, N. R., Stamperdahl, J., Adler, N. E., & Boyce, W. T. Biological sensitivity to context: The interactive effects of stress reactivity and family adversity on socioemotional behavior and school readiness. Child Dev. 81, 270-289, (2010).
- Alkon, A. et al. Latino children's body mass index at 2-3.5 years predicts sympathetic nervous system activity at 5 years. Child Obes. 10, 214-224, (2014).
- Alkon, A. et al. The ontogeny of autonomic measures in 6- and 12-month-old infants. Dev. Psychobiol. 48, 197-208, (2006).
- Conradt, E., Measelle, J., & Ablow, J. C. Poverty, Problem Behavior, and Promise: Differential Susceptibility Among Infants Reared in Poverty. Psychol. Sci. 24, 235-242, (2013).
- Alkon, A., Boyce, W. T., Davis, N. V., & Eskenazi, B. Developmental Changes in Autonomic Nervous System Resting and Reactivity Measures in Latino Children from 6 to 60 Months of Age. J. Dev. Behav. Pediatr. 32, 668-677, (2011).
- Alkon, A. et al. Developmental and contextual influences on autonomic reactivity in young children. Dev. Psychobiol. 42, 64–78, (2003).
- Boyce, W. T. in Developmental Psychopathology: Developmental Neuroscience. Vol. II eds D. Cicchetti & D. J. Cohen. 797-817, Wiley & Sons, (2006).
- Beauchaine, T. P., Gatzke-Kopp, L., & Mead, H. K. Polyvagal Theory and developmental psychopathology: emotion dysregulation and conduct problems from preschool to adolescence. Biol. Psychol. 74, 174-184, (2007).
- Beauchaine, T. Vagal tone, development, and Gray's motivational theory: toward an integrated model of autonomic nervous system functioning in psychopathology. Dev. Psychopathol. 13, 183-214, (2001).
- Conradt, E., Measelle, J., & Ablow, J. C. Poverty, Problem Behavior, and Promise: Differential Suceptibility Among Infants Reared in Poverty. Psychol. Sci. 24, 235-242, (2013).
- Porges, S. W. The polyvagal perspective. Biol. Psychol. 74, 116-143, (2007).
- Boyce, W. T. et al. Autonomic reactivity and psychopathology in middle childhood. Br. J. Psychiatry. 179, 144-150, (2001).
- Crowell, S. et al. Autonomic correlates of attention-deficit/hyperactivity disorder and oppositional defiant disorder in preschool children. J. Abnorm. Psychol. 115, 174–178, (2006).
- Raine, A. Autonomic nervous system factors underlying disinhibited, antisocial, and violent behavior. Biosocial perspectives and treatment implications. Ann. N.Y. Acad. Sci. 794, 46-59, (1996).
- Boyce, W. T., Alkon, A., Tschann, J. M., Chesney, M. A., & Alpert, B. S. Dimensions of psychobiologic reactivity: Cardiovascular responses to laboratory stressors in preschool children. Ann. Behav. Med. 17, 315-323, (1995).
- Bush, N. R., & Boyce, W. T. in Handbook of Developmental Psychopathology. eds M. Lewis & K. D. Rudolph) 287-309. Springer, (2014).
- Matthews, K. A. et al.Handbook of Stress, Reactivity, and Cardiovascular Disease., John Wiley and Sons, (1986).
- Alkon, A., Wolff, B., & Boyce, W. in The Oxford Handbook of Poverty and Child Development. (eds Valerie Maholmes & Rosalind King). Oxford University Press, New York, (2012).
- Berntson, G. G., Cacioppo, J. T., & Quigley, K. S. Autonomic cardiac control.I.Estimation and validation from pharmacological blockades. Psychophysiology. 31, 572-585, (1994).
- Sherwood, A., Allen, M. T., Obrist, P. A., & Langer, A. W. Evaluation of beta-adrenergic influences on cardiovascular and metabolic adjustments to physical and psychological stress. Psychophysiology. 23, 89-104, (1986).
- Calkins, S. D., & Keane, S. P. Cardiac vagal regulation across the preschool period: Stability, continuity, and implications for childhood adjustment. Dev. Psychobiol. 45, 101-112, (2004).
- Quigley, K., & Stifter, C. A comparative validation of sympathetic reactivity in children and adults. Psychophysiology. 43, 116-143, (2006).
- Sherwood, A., Royal, S., Hutcheson, J., & Turner, J. Comparison of impedance cardiographic measurements using band and spot electrodes. Psychophysiology. 29, 734-741, (1992).
- Allen, M. T., & Matthews, K. A. Hemodynamic responses to laboratory stressors in children and adolescents: the influences of age, race, and gender [published erratum appears in Psychophysiology 1997 Nov;34(6):730]. Psychophysiology. 34, 329-339, (1997).
- Dijk, A. E. et al. Measuring cardiac autonomic nervous system (ANS) activity in children. J. Vis. Exp. (2013).
- Treadwell, M. J., Alkon, A., Styles, L., & Boyce, W. T. Autonomic nervous system reactivity: children with and without sickle cell disease. Nurs. Res. 60, 197-207, (2011).
- Stifter, C. A., Dollar, J. M., & Cipriano, E. A. Temperament and emotion regulation: the role of autonomic nervous system reactivity. Dev. Psychobiol. 53, 266-279, (2011).
- Bar-Haim, Y., Marshall, P. J., & Fox, N. A. Developmental changes in heart period and high-frequency heart period variability from 4 months to 4 years of age. Dev. Psychobiol. 37, 44-56, (2000).
- Beauchaine, T. P. Physiological Markers of Emotional and Behavioral Dysregulation in Externalizing Psychopathology. Monogr. Soc. Res. Child. Dev. 77, 79-86, (2012).
- Kamarck, T. W., & Lovallo, W. R. Cardiovascular reactivity to psychological challege: Conceptual and measurement considerations. Psychosom. Med. 65, 9-21, (2003).
- Fox, N. A., Schmidt, L. A., Henderson, H. A., & Marshall, P. J. in Handbook of Psychophysiology. (eds J. T. Cacioppo, L. G. Tassinary, & G. Berntson) 453-481. Cambridge University Press, (2007).
- Gilissen, R., Koolstra, C., van Ijzendoorn, M., Bakermans-Kranenburg, M., & van der Veer, R. Physiological reactions of preschoolers to fear-inducing film clips: Effects of temperamental fearfulness and quality of the parent-child relationship. Dev. Psychobiol. 49, 187-195, (2007).
- Bush, N. R., Alkon, A., Stamperdahl, J., Obradović, J., & Boyce, W. T. Differentiating Challenge Reactivity from Psychomotor Activity in Studies of Children’s Psychophysiology: Considerations for Theory and Measurement. J. Exp. Child Psychol. 110, 62-79, (2011).
